등록 사례 – 다이아몬드 기판 상 질화 갈륨 반도체 구조체 – 등록특허 제10-2220648호

본 특허가 해결하는 문제 – GaN-on-diamond의 버퍼층 제거 또는 최소화

최신 RF 칩에는 GaN(질화갈륨) HEMT(고전자이동도 트랜지스터)가 이용되며, GaN/AlGaN 등으로 구성한 이들 반도체의 활성 층에서 많은 열이 발생하므로 그 활성 층 아래에 다이아몬드 기판을 둠으로써 방열 특성을 높여 왔습니다. 그런데 다이아몬드와 GaN은 물성이 서로 달라 서로 잘 붙지 않습니다. 따라서 종래에는 이들을 서로 결합하여 묶어두기 위한 버퍼 층이 활용되었습니다. 그런데 그러한 버퍼 층에 포함될 수 있는 물질, 예컨대,질화규소와 같은 물질은 열 장벽으로 작용하여 방열 특성을 떨어뜨리는 문제가 있었습니다.

본 발명은 버퍼 층을 없애고 이를 아주 얇은 그래핀 층이나 육방정계 질화붕소 층으로 대체하여 문제를 해결하는 기술적 내용을 담고 있습니다. 서로 다른 재료 간의 접합 시 생기는 격자 상수 불일치와 같은 문제도 해결하면서 동시에 방열 특성이 더욱 향상된다고 보시면 될 것입니다. 모쪼록 이 방법으로 해마다 크게 성장하고 있는 GaN-on-diamond 시장에서 RFHIC가 가진 경쟁력이 더욱 배가되길 바랍니다.